易 霞,歐陽珺,蒿承智,張子嘉,陳德豪
(海南省生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心,海口 571101)
農(nóng)村作為第一產(chǎn)業(yè)重要載體和農(nóng)民生活的主要空間,是生產(chǎn)力發(fā)展到現(xiàn)階段的重要產(chǎn)物,具有不可替代的戰(zhàn)略地位。我國是農(nóng)業(yè)大國,農(nóng)村覆蓋面積遼闊,但傳統(tǒng)農(nóng)村生產(chǎn)生活方式粗獷、農(nóng)民保護(hù)意識淡薄,農(nóng)村生態(tài)環(huán)境破壞嚴(yán)重、農(nóng)業(yè)點源和面源污染加劇、工業(yè)污染向農(nóng)村轉(zhuǎn)移等環(huán)境污染問題日益突出[1]。海南省地處我國最南端,屬熱帶季風(fēng)氣候,農(nóng)業(yè)為主要經(jīng)濟(jì)來源,是中國南繁育種理想基地。但面對復(fù)雜的農(nóng)村環(huán)境問題,農(nóng)村保護(hù)工作卻較為薄弱,監(jiān)管監(jiān)測能力尚顯不足,區(qū)域和諧發(fā)展受到極大限制。為貫徹落實生態(tài)文明思想,實現(xiàn)鄉(xiāng)村振興發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo),自“十五”時期開始,農(nóng)村環(huán)境問題得到逐步重視[2],黨中央、國務(wù)院推行了一系列農(nóng)村環(huán)境整治行動[3]。農(nóng)村環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測作為農(nóng)村環(huán)境管理的主要數(shù)據(jù)保障和重要決策依據(jù),通過階段性監(jiān)測工作可及時掌握農(nóng)村環(huán)境狀況,正確、全面把握農(nóng)村環(huán)境變化過程,為系統(tǒng)推進(jìn)農(nóng)村環(huán)境整治、全面支撐鄉(xiāng)村綠色發(fā)展提供科學(xué)有力的數(shù)據(jù)支撐及監(jiān)測手段[4]。
目前農(nóng)村環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測與評價研究尚處探索階段,研究方向主要為監(jiān)測內(nèi)容確定及指標(biāo)體系構(gòu)建[5]。監(jiān)測內(nèi)容涵蓋農(nóng)村環(huán)境空氣、水環(huán)境、土壤環(huán)境質(zhì)量等各環(huán)境要素監(jiān)測。指標(biāo)體系構(gòu)建以層次分析法、污染指數(shù)法等構(gòu)建農(nóng)村環(huán)境質(zhì)量[6]、農(nóng)業(yè)面源污染監(jiān)測等[7]綜合評價[8]方法技術(shù)研究。本文依據(jù)中國環(huán)境監(jiān)測總站《農(nóng)村環(huán)境質(zhì)量綜合評價技術(shù)規(guī)定(試行)》[9-10]開展2015~2020年海南省典型農(nóng)村環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測與評價,以從點至面客觀反映全省農(nóng)村環(huán)境質(zhì)量狀況。
“十三五期間”農(nóng)村環(huán)境質(zhì)量評價以縣域為基本單位,監(jiān)測點位涵蓋縣域和村莊。在縣域?qū)哟?海南省18個市縣(不含三沙市)開展地表水水質(zhì)監(jiān)測,每個市縣設(shè)置2~4個監(jiān)測點位,合計52個點位,每個季度監(jiān)測1次,全年監(jiān)測4次。開展生境質(zhì)量指數(shù)、植被覆蓋指數(shù)、水網(wǎng)密度指數(shù)、土地脅迫指數(shù)、人類干擾指數(shù)監(jiān)測,全年監(jiān)測1次。在村莊層次,海南省18個市縣各選擇1個靜態(tài)村莊(即每年都開展監(jiān)測的定點村莊)和3個動態(tài)村莊(即每年選測不同的村莊),每年監(jiān)測72個村莊,研究期間監(jiān)測村莊累計288個,每個村莊均開展環(huán)境空氣質(zhì)量、飲用水源地水質(zhì)、土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測。其中環(huán)境空氣質(zhì)量、飲用水源地水質(zhì)每個村莊各設(shè)置1個點位,合計72個點位,每個季度監(jiān)測1次,全年監(jiān)測4次。土壤環(huán)境質(zhì)量每個村莊設(shè)置3~5個監(jiān)測點位,合計354個點位,全年監(jiān)測1次。
農(nóng)村環(huán)境質(zhì)量評價采用綜合指數(shù)法[11],即將評價單元分解為農(nóng)村環(huán)境狀況評價和農(nóng)村生態(tài)狀況評價子系統(tǒng),通過子系統(tǒng)內(nèi)各評價指標(biāo)加權(quán)求和,得出該子系統(tǒng)指數(shù)值,再將各子系統(tǒng)指數(shù)加權(quán)求和得出農(nóng)村環(huán)境質(zhì)量綜合指數(shù)。其中,權(quán)重系數(shù)確定采用專家評估法,由一定數(shù)量專家直接根據(jù)經(jīng)驗并考慮反映特定評價觀點后定出權(quán)重值。
1.2.1 農(nóng)村環(huán)境狀況 農(nóng)村環(huán)境空氣質(zhì)量評價參照《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3095-2012)和《環(huán)境空氣質(zhì)量指數(shù)(AQI)技術(shù)規(guī)定(試行)》(HJ633-2012),達(dá)標(biāo)率為空氣質(zhì)量有效監(jiān)測天數(shù)中AQI在0~100的天數(shù)所占百分比。地表型、地下型飲用水源水質(zhì)評價分別參照《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838-2002)、《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 14848-2017);地表水水質(zhì)評價參照《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838-2002),飲用水源地水質(zhì)、地表水水質(zhì)采用單因子評價法[12],達(dá)標(biāo)率為所有監(jiān)測斷面(點位)全年監(jiān)測的總頻次中達(dá)到或優(yōu)于Ⅲ類水質(zhì)的頻次所占百分比。2015~2017年土壤環(huán)境質(zhì)量評價參照《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB15618-1995),采用單項污染指數(shù)法,2018~2020年參照《土壤環(huán)境質(zhì)量 農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險管控標(biāo)準(zhǔn)(試行)》(GB15618-2018),采用單因子評價法,達(dá)標(biāo)率為土壤有效監(jiān)測點位中土壤環(huán)境質(zhì)量達(dá)到一級標(biāo)準(zhǔn)的監(jiān)測點位所占百分比。各指標(biāo)指數(shù)值采用專家評估法確定[13-14],見表1。

表1 評價指標(biāo)指數(shù)值
在農(nóng)村環(huán)境空氣質(zhì)量、飲用水源地水質(zhì)、地表水水質(zhì)、土壤環(huán)境質(zhì)量的基礎(chǔ)上,采用農(nóng)村環(huán)境狀況指數(shù)(Ienv),反映農(nóng)村環(huán)境狀況所處水平。計算公式如下:
式中,Ienv為農(nóng)村環(huán)境狀況指數(shù);Ai分別為空氣質(zhì)量指數(shù)、飲用水源地水質(zhì)指數(shù)、地表水水質(zhì)指數(shù)、土壤環(huán)境質(zhì)量指數(shù),Xi則為各指數(shù)對應(yīng)的權(quán)重,分別為0.35、0.20、0.2、0.25。
1.2.2 農(nóng)村生態(tài)狀況 生物豐度指數(shù)、植被覆蓋指數(shù)、水網(wǎng)密度指數(shù)、土地脅迫指數(shù)參考《生態(tài)環(huán)境狀況評價技術(shù)規(guī)范》(HJ 192-2015),人類干擾指數(shù)參考《國家重點生態(tài)功能區(qū)縣域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量考核辦法》評價辦法確定。采用農(nóng)村生態(tài)狀況指數(shù)(Ieco),反映農(nóng)村環(huán)境狀況所處水平。計算公式如下:

式中:Ieco為農(nóng)村生態(tài)狀況指數(shù);Aj分別為生境質(zhì)量指數(shù)、植被覆蓋指數(shù)、水網(wǎng)密度指數(shù)、土地脅迫指數(shù)和人類干擾指數(shù);Xj為各指數(shù)對應(yīng)權(quán)重,分別為0.25、0.2、0.2、0.2、0.15。
1.2.3 農(nóng)村環(huán)境質(zhì)量 農(nóng)村環(huán)境質(zhì)量綜合指數(shù)(RQI)計算公式如下:
RQI=Cenv·Ienv+Ceco·Ieco
其中:RQI為農(nóng)村環(huán)境質(zhì)量綜合指數(shù);Cenv為農(nóng)村環(huán)境狀況指標(biāo)權(quán)重,值為0.6;Ienv為農(nóng)村環(huán)境狀況指標(biāo)值;Ceco為農(nóng)村生態(tài)狀況指標(biāo)權(quán)重,值為0.4;Ieco為農(nóng)村生態(tài)狀況指標(biāo)。
根據(jù)農(nóng)村環(huán)境質(zhì)量綜合指數(shù)值,將農(nóng)村環(huán)境質(zhì)量綜合狀況分為五級,即優(yōu)(RQI≥85)、良(70≤RQI<85)、一般(50≤RQI<70)、較差(35≤RQI<50)和差(RQI<35)。
研究期間海南省農(nóng)村環(huán)境狀況較好,五指山、白沙和保亭等中部山區(qū)農(nóng)村環(huán)境狀況均保持較高水平,瓊海、萬寧、瓊中、三亞、昌江、東方等東、南、西南部沿海地區(qū)農(nóng)村環(huán)境狀況次之,海口、澄邁、樂東、臨高、陵水、屯昌等農(nóng)村環(huán)境狀況相對一般,儋州、文昌和定安等北、西北部地區(qū)農(nóng)村環(huán)境狀況相對較差。農(nóng)村環(huán)境狀況明顯變好的市縣為東方,略微變好的市縣分布在海南省中南、東南、西南部地區(qū),分別為瓊中、陵水、樂東。略微變差的市縣分布在海南省北、東部沿海地區(qū),分別為海口、澄邁、瓊海、臨高。為進(jìn)一步厘清海南省農(nóng)村環(huán)境狀況,以下就各監(jiān)測要素開展分析。環(huán)境空氣質(zhì)量方面,農(nóng)村環(huán)境空氣質(zhì)量優(yōu),達(dá)標(biāo)率均為100%,且優(yōu)級天數(shù)比例波動上升,與2015年(90.6%)相比,2020年優(yōu)級天數(shù)比例(96.6%)上升6%,全省農(nóng)村環(huán)境空氣質(zhì)量逐步變好。其中東方、五指山、瓊中和臨高農(nóng)村環(huán)境空氣質(zhì)量均保持優(yōu)級,昌江和陵水農(nóng)村環(huán)境空氣質(zhì)量明顯變好。海南省為熱帶海洋性季風(fēng)氣候,農(nóng)村空氣環(huán)境質(zhì)量狀況與全省空氣環(huán)境質(zhì)量狀況相同,易受季節(jié)變化影響,且具有典型的區(qū)域特征,北部、東部污染情況嚴(yán)重于南部、中部。飲用水源地水質(zhì)方面,農(nóng)村飲用水源地水質(zhì)一般,達(dá)標(biāo)率波動上升,與2015年(46.9%)相比,2020年達(dá)標(biāo)率(53.5%)上升6.6%,全省飲用水源地水質(zhì)逐步變好,其中白沙、保亭、昌江、東方、樂東、瓊海、瓊中、萬寧等7個市縣的農(nóng)村飲用水源地水質(zhì)明顯變好,但澄邁農(nóng)村飲用水源地水質(zhì)明顯下降,全省地下水飲用水源地水質(zhì)顯著低于地表水飲用水源地水質(zhì)。由于部分農(nóng)村尚未配套污水處理設(shè)施,人畜糞便未經(jīng)處理直排周邊土壤,雨水淋溶可污染淺層地下水,農(nóng)村地下水飲用水源通常為村民自打水井,井深較淺、設(shè)施簡陋、無防護(hù)措施、衛(wèi)生狀況差,總大腸菌群和菌落總數(shù)已成為農(nóng)村地下水飲用水源地主要超標(biāo)項目。此外,海南島成土母巖主要為巖漿巖,土壤pH偏酸,并發(fā)育熱帶典型代表性土壤—磚紅壤,鐵、錳等元素及其氧化物含量豐富,經(jīng)地下淋溶作用,存在pH、鐵、錳等項目超標(biāo)。一方面,研究期間地下水飲用水源地水質(zhì)達(dá)標(biāo)率持續(xù)降低,超標(biāo)項目中總大腸菌群和菌落總數(shù)的超標(biāo)比例遠(yuǎn)高于其他指標(biāo),另一方面,個別地表水飲用水源地水質(zhì)監(jiān)測村莊的高猛酸鹽指數(shù)常年超標(biāo)。
土壤環(huán)境質(zhì)量方面,農(nóng)村土壤環(huán)境質(zhì)量較好,達(dá)標(biāo)率波動下降,與2015年(96.0%)相比,2020年(77.1%)下降18.9%。其中臨高、海口、定安的2020年農(nóng)村土壤環(huán)境質(zhì)量達(dá)標(biāo)率均下降40%以上,其余市縣的農(nóng)村土壤環(huán)境質(zhì)量達(dá)標(biāo)率保持穩(wěn)定。全省農(nóng)村土壤超標(biāo)點位集中在北部,該區(qū)域成土母巖為玄武巖,鉻、銅、鎳等多污染項目復(fù)合重金屬本底含量偏高,并伴隨人為活動的疊加影響導(dǎo)致超標(biāo)。此外,農(nóng)村地區(qū)廢棄電池、塑料薄膜、生活垃圾等隨意丟棄也可能增加土壤污染風(fēng)險。
地表水水質(zhì)方面,全省農(nóng)村地表水水質(zhì)優(yōu),達(dá)標(biāo)率輕微上升,與2015年(93.5%)相比,2020年達(dá)標(biāo)率(95.5%)上升2%。其中白沙、保亭、定安、海口、瓊海、三亞、萬寧和五指山地表水水質(zhì)均達(dá)標(biāo),昌江、東方、陵水、屯昌和澄邁地表水水質(zhì)個別年份出現(xiàn)超標(biāo),文昌和儋州地表水水質(zhì)明顯下降,主要污染指標(biāo)為化學(xué)需氧量、高猛酸鹽指數(shù)、總磷。全省地表水超標(biāo)點位集中在東北部和西北部,一方面超標(biāo)斷面通常存在大面積水產(chǎn)養(yǎng)殖、畜禽散養(yǎng)等情況,農(nóng)村傳統(tǒng)養(yǎng)殖模式缺乏相應(yīng)的污染治理設(shè)施,環(huán)境監(jiān)管困難,文昌和儋州為全省畜禽養(yǎng)殖大縣,養(yǎng)殖尾水污染物排放壓力極大,農(nóng)業(yè)面源污染問題突出,另一方面,全省污水設(shè)施建設(shè)進(jìn)程緩慢、歷史欠賬較多、已建設(shè)施處理效果不佳等問題加劇水體污染。
海南省農(nóng)村生態(tài)狀況優(yōu)良,瓊中、五指山、保亭、白沙等中部山區(qū)農(nóng)村生態(tài)狀況均保持領(lǐng)先水平,萬寧和瓊海等東部沿海地區(qū)農(nóng)村生態(tài)狀況均保持較高水平,屯昌和定安等北部內(nèi)陸地區(qū)農(nóng)村生態(tài)狀況次之,儋州、樂東、東方等西部沿海地區(qū)農(nóng)村生態(tài)狀況相對一般,臨高和海口等北部沿海地區(qū)農(nóng)村生態(tài)狀況相對較差。農(nóng)村生態(tài)狀況明顯變好的市縣分布海南省東部沿海地區(qū),分別為萬寧和瓊海。明顯變差的市縣分布在海南省西部,分別為儋州、東方、樂東、昌江。此外,中部山區(qū)的白沙、北部的臨高輕微下降,海口輕微上升。為進(jìn)一步厘清海南省農(nóng)村生態(tài)狀況,以下就各監(jiān)測指標(biāo)開展分析。
2.2.1 生境質(zhì)量指數(shù) 生境質(zhì)量指數(shù)5年平均值為74.03,全省各地區(qū)差異較大,呈現(xiàn)中部山區(qū)高、東南部沿海地區(qū)較高、西部和北部沿海地區(qū)低的空間分布,與2015年(74.48)相比,2020年生境質(zhì)量指數(shù)(73.75)下降0.73,生境質(zhì)量最高的市縣為五指山、保亭和瓊中,最低的為東方、臨高和海口,各市縣生境質(zhì)量較穩(wěn)定,變化幅度小。生境質(zhì)量與生態(tài)系統(tǒng)和土地覆被類型相關(guān),中部山區(qū)涵蓋多個國家森林公園、生態(tài)保護(hù)紅線、自然保護(hù)區(qū),多為林地、濕地等自然生態(tài)系統(tǒng),生境質(zhì)量高,而西部沿海多工業(yè)聚集區(qū)、北部沿海多發(fā)展農(nóng)業(yè)用地導(dǎo)致生境質(zhì)量低。
2.2.2 植被覆蓋指數(shù) 植被覆蓋指數(shù)五年平均值為95.60,全省各地區(qū)存在一定差異,呈現(xiàn)中部山區(qū)高、北部內(nèi)陸較高、北部沿海地區(qū)低的空間分布,與2015年(96.44)相比,2020年植被覆蓋指數(shù)(94.00)下降2.44,植被覆蓋最高的市縣為白沙、瓊中和五指山,最低的為海口、文昌和東方,各市縣植被覆蓋指數(shù)存在一定波動,其中東方植被覆蓋明顯下降。植被覆蓋與城鎮(zhèn)化發(fā)展相關(guān),中部山區(qū)多為熱帶雨林,植被覆蓋密集,西部、北部沿海地區(qū)人土地利用開發(fā)建設(shè)活動多,植被覆蓋相對較低。
2.2.3 水網(wǎng)密度指數(shù) 水網(wǎng)密度指數(shù)五年平均值為43.43,全省各地區(qū)差異極大,呈現(xiàn)東部沿海地區(qū)高、北部沿海和內(nèi)陸地區(qū)較高、西部沿海地區(qū)低的空間分布,與2015年(38.97)相比,2020年水網(wǎng)密度指數(shù)(44.03)上升5.06,水網(wǎng)密度最高的市縣為瓊海、萬寧和瓊中,最低的市縣為昌江、三亞、儋州,各市縣水網(wǎng)密度波動明顯,其中瓊中、三亞、五指山和萬寧明顯上升,昌江和東方略微下降。水網(wǎng)密度與河流、湖泊、水庫面積及水資源量等要素相關(guān),中部山區(qū)為河流發(fā)源地,東部水系發(fā)達(dá),西部水系貧瘠,此外全島年均降雨量由東北至西南遞減,在一定區(qū)間內(nèi)降雨量與水資源量呈正相關(guān),然而當(dāng)降雨量超過土地負(fù)荷造成洪澇災(zāi)害可嚴(yán)重影響水資源量。
2.2.4 土地脅迫 土地脅迫指數(shù)五年平均值為96.82,全省各地區(qū)差異較小,呈現(xiàn)中部山區(qū)高、西部沿海和北部內(nèi)陸地區(qū)較高、北至東線沿海發(fā)達(dá)市縣低的空間分布,與2015年(96.84)相比,2020年土地脅迫指數(shù)(96.82)下降0.02,土地脅迫程度最高(指數(shù)值最小)的為海口、三亞和陵水,最低(指數(shù)值最大)的為瓊中、白沙和五指山,各市縣土地脅迫保持穩(wěn)定,變化幅度極小。土地脅迫與土壤侵蝕、建設(shè)用地開發(fā)等情況有關(guān),中部山區(qū)植被覆蓋度高,土壤侵蝕程度低,海口、三亞及東部沿海地區(qū)建設(shè)用地開發(fā)利用集中,土地脅迫程度高。
2.2.5 人類干擾 人類干擾指數(shù)5年平均值為67.26,全省各地區(qū)差異極大,呈現(xiàn)呈現(xiàn)中部山區(qū)高、東部沿海地區(qū)較高、北部沿海及北部內(nèi)陸地區(qū)低的空間分布,與2015年(67.11)相比,2020年土地脅迫指數(shù)(67.35)上升0.24,人類干擾程度最高的為臨高、海口和東方,最低的為五指山、瓊中和保亭,各市縣人類干擾保持穩(wěn)定,變化幅度小。人類干擾與土地開發(fā)利用情況有關(guān),中部山區(qū)建設(shè)用地、耕地開發(fā)程度低,人類干擾程度低,東方、臨高耕地開發(fā)程度高,海口建設(shè)用地開發(fā)程度高,人類干擾程度高。
海南省農(nóng)村環(huán)境質(zhì)量綜合狀況良好,研究期間均保持良級以上,綜合指數(shù)值穩(wěn)定,變化幅度較小。海南省中部山區(qū)農(nóng)村環(huán)境質(zhì)量綜合狀況保持領(lǐng)先水平,除保亭2017年略微低于優(yōu)級,其余年份五指山、瓊中、白沙和保亭均為優(yōu)級,且瓊中呈變好趨勢。東、南部沿海地區(qū)農(nóng)村環(huán)境質(zhì)量綜合狀況次之,瓊海和萬寧綜合指數(shù)5年均值達(dá)優(yōu)級,指數(shù)值在優(yōu)級上下浮動,三亞逐步變好,陵水明顯低于同地區(qū)其他市縣。西部沿海地區(qū)農(nóng)村環(huán)境質(zhì)量綜合狀況明顯低于東部沿海地區(qū),昌江略微優(yōu)于同地區(qū)其他市縣,樂東逐步變好,而儋州略微變差。北部內(nèi)陸地區(qū)農(nóng)村環(huán)境質(zhì)量綜合狀況較為穩(wěn)定,與西部沿海地區(qū)保持同一水平,變化幅度不大。北部沿海地區(qū)農(nóng)村環(huán)境質(zhì)量綜合狀況相對一般,澄邁略微優(yōu)于同地區(qū)其他市縣,但與臨高同呈下降趨勢。

圖1 2015-2020年海南省農(nóng)村環(huán)境質(zhì)量狀況
2015~2020年海南省農(nóng)村環(huán)境質(zhì)量良好,呈現(xiàn)中部山區(qū)高、東南部沿海地區(qū)較高、西部沿海地區(qū)及北部內(nèi)陸地區(qū)較低、北部沿海地區(qū)低的空間分布。中部山區(qū)涵蓋多個自然保護(hù)區(qū)、森林公園、生態(tài)保護(hù)紅線,多為林地、濕地等自然生態(tài)系統(tǒng),海南省主要河流均發(fā)源于此,中部山區(qū)農(nóng)村人口稀疏、農(nóng)業(yè)面源污染少,農(nóng)村環(huán)境質(zhì)量優(yōu)。東、南部沿海地區(qū)環(huán)境優(yōu)美,發(fā)展鄉(xiāng)村旅游業(yè),農(nóng)業(yè)污染較少,但人類干擾多、土地開發(fā)利用程度高,農(nóng)村環(huán)境質(zhì)量良好。西部沿海地區(qū)集中發(fā)展新型工業(yè)、港口資源和能源工業(yè),人類干擾程度高、生境質(zhì)量差,農(nóng)村飲用水源地水質(zhì)較差,農(nóng)村環(huán)境質(zhì)量良。而北部地區(qū)地勢平坦、人口聚集,土地開發(fā)程度高,水產(chǎn)養(yǎng)殖發(fā)達(dá),以規(guī)模化以下畜禽養(yǎng)殖為主,農(nóng)村面源污染問題突出,嚴(yán)重影響飲用水、地表水水質(zhì),加之北部受成土母巖影響,鉻、銅、鎳等項目含量高于其他地區(qū),導(dǎo)致北部區(qū)域農(nóng)村環(huán)境質(zhì)量相對較差。